JP2750777B2

JP2750777B2 - 内燃機関の電子制御燃料供給装置

Info

Publication number: JP2750777B2
Application number: JP2211561A
Authority: JP
Inventors: 尚己冨澤; 伸平中庭
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1990-08-13
Filing date: 1990-08-13
Publication date: 1998-05-13
Anticipated expiration: 2013-05-13
Also published as: JPH04101036A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は内燃機関の電子制御燃料供給装置に関し、詳
しくは、加速運転時の燃料増量制御の改善に関する。

＜従来の技術＞内燃機関の電子制御燃料供給装置としては、従来、以
下のようなものがある。

即ち、エアフローメータによって検出された吸入空気
流量Ｑと機関回転速度Ｎとから吸入空気量に見合った基
本燃料噴射量Tp＝Ｋ×Q/N（Ｋは燃料噴射弁10a〜10dの
特性定数）を演算すると共に、主として冷却水温度に応
じた各種補正係数COEFと空燃比フィードバック補正係数
αとバッテリ電圧により補正分Tsを演算して、前記基本
燃料噴射量Tpをこれらに基づいて補正して最終的な燃料
噴射量Ti＝Tp×COEF×α＋Tsを演算する。

そして、機関回転に同期して燃料噴射弁に対して前記
燃料噴射量Tiに対応するパルス幅の噴射パルス信号を出
力し機関に燃料を噴射供給させるようにしている。

更に、機関の加速運転時には、第７図に示すようにリ
ーン失火による図示平均有効圧の落ち込みを防止すべ
く、前記燃料噴射量Tiを加速運転条件に応じて増量補正
したり、通常の噴射の間に割り込ませて追加噴射を行う
ことで、燃料噴射量の増量を図っており、かかる加速時
の燃料増量補正量によって図示平均有効圧を失火なく立
ち上げて、加速時の失火によるショック発生や排気性状
の悪化を防止するようにしている。

＜発明が解決しようとする課題＞ところで、前記加速時の燃料噴射量の増量は、冷機時
で壁流分が増大しても充分な余裕度を確保でき、かつ、
燃料が重質化しても充分な増量噴射量が確保できるよう
に、必要量よりも多めに増量噴射されるように予めマッ
チングする必要があった。

このため、加速時の図入平均有効圧の立ち上げのため
の燃料増量制御によって、加速時の空燃比がオーバーリ
ッチ化し、燃費や排気特性が悪化するという問題があ
り、加速時の失火による図示平均有効圧の落ち込みを確
実に回避しつつ、増量補正による加速時の燃費・排気特
性の悪化を防止することが困難であった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、加速
時の図示平均有効圧の立ち上げを、最小限の燃料増量補
正によって実現できるようにして、加速時の燃費・排気
特性を改善することを目的とする。

＜課題を解決するための手段＞そのため本発明にかかる内燃機関の電子制御燃料供給
装置は第１図に示すように構成される。

第１図において、筒内圧検出手段は内燃機関の筒内圧
を検出し、図示平均有効圧演算手段は、この筒内圧検出
手段で検出された筒内圧に基づいて機関の図示平均有効
圧を演算する。

加速運転検出手段は、機関の加速運転状態を検出し、
また、目標図示平均有効圧記憶手段は、機関の加速運転
状態における目標図示平均有効圧を機関負荷，機関回転
速度及びスロットル弁開度変化率に応じて予め記憶して
いる。

そして、加速時増量補正量補正手段は、加速運転検出
手段で機関の加速運転状態が検出されているときに目標
図示平均有効圧記憶手段から検索して求めた目標図示平
均有効圧に図示平均有効圧演算手段で演算される実際の
図示平均有効圧が近づくように加速運転時の燃料増量補
正量を増減補正する。

加速時燃料増量補正手段は、加速時増量補正量補正手
段で増減補正された燃料の増量補正量に基づいて機関加
速運転時の燃料供給量を増量補正する。

＜作用＞かかる構成によると、機関加速運転時に演算される実
際の図示平均有効圧が、機関負荷，機関回転速度及びス
ロットル弁開度変化率に応じて予め記憶された目標図示
有効圧に近づくように、機関加速時の燃料増量補正量が
増減補正されるから、目標に対して実際の図示平均有効
圧が大きいときには、燃料増量を減少させて余剰な加速
増量補正を回避し、また、目標を下回るときには増量補
正量を増大させて加速時の図示平均有効圧の落ち込みを
回避できる。

＜実施例＞以下に本発明の実施例を説明する。

一実施例を示す第２図において、４サイクル４気筒内
燃機関１には、エアクリーナ2,スロットルチャンバ3,吸
気マニホールド４を介して空気が吸入される。そして、
燃焼排気は、排気マニホールド5,排気ダクト6,三元触媒
7,マフラー８を介して大気中に排出される。

前記スロットルチャンバ３には、図示しないアクセル
ペダルに連動して開閉するスロットル弁９が設けられて
おり、このスロットル弁９によって機関１の吸入空気量
が制御されるようになっている。

また、吸気マニホールド４の各ブランチ部には、各気
筒別に燃料を噴射供給するための電磁式燃料噴射弁10a
〜10dがそれぞれ装着されており、マイクロコンピュー
タを内蔵したコントロールユニット11からの噴射パルス
信号に応じてそれぞれ独立して開制御されるようになっ
ている。前記電磁式燃料噴射弁10a〜10dには、図示しな
い燃料ポンプから圧送され、プレッシャレギュレータで
所定圧力に調整された燃料が供給されるようになってお
り、その開弁時間として燃料噴射量が制御できるように
してある。

更に、各気筒（＃１〜＃４）毎に筒内圧を検出する筒
内圧検出手段としての筒内圧センサ12a〜12dを設けてあ
る。

尚、上記筒内圧センサ12a〜12dは、実開昭63−17432
号公報等に開示されるように点火栓の座金として装着さ
れるタイプのものであっても良いが、センサ部を直接燃
焼室内に臨ませて筒内圧を絶対圧として検出するタイプ
のセンサの使用がより望ましい。

また、機関１の図示しないカム軸には、カム軸の回転
を介してクランク角を検出するクランク角センサ13が設
けられており、気筒間の行程位相差に相当するクランク
角180゜毎（例えばBTDC70゜毎）の基準角度信号REFと、
単位クランク角毎の単位角度信号POSとをそれぞれ出力
する。

更に、前記スロットル弁９には、ポテンショメータに
よって該スロットル弁９の開度TVOを検出するスロット
ルセンサ14が付設され、スロットル弁９の上流側には、
機関１の吸入空気流量Ｑを検出するエアフローメータ15
が設けられている。

また、排気ダクト６には、排気中の酸素濃度を検出す
る酸素センサ16が設けられており、これにより空燃比に
よって変動する排気中の酸素濃度を検出して、機関吸入
混合気の空燃比を間接的に検出できるようになってい
る。

電子制御燃料供給装置用のコントロールユニット11
は、前記燃料噴射弁10a〜10dによる燃料噴射量（燃料供
給量）Tiを、第３図及び第４図のフローチャートに示す
ようにして設定する。

尚、本実施例において、図示平均有効圧演算手段，加
速増量補正量補正手段，加速時燃料増量補正手段として
の機能は、前記第３図及び第４図のフローチャートに示
すように前記コントロールユニット11がソフトウェア的
に備えている。また、本実施例における加速運転検出手
段はスロットルセンサ14が相当し、目標図示平均有効圧
記憶手段はコントロールユニット11に内蔵されたマイク
ロコンピュータの図示しないメモリが相当する。

第３図のフローチャートに示すプログラムは、機関１
の加速運転時には燃料噴射量Tiを増量補正するための加
速増量補正係数KACCの学習プログラムであり、まず、ス
テップ１（図中ではS1としてある。以下同様）では、筒
内圧センサ10a〜10dで検出される筒内圧Ｐを、前記クラ
ンク角センサ11で検出される単位クランク角毎にA/D変
換して読み込む。

そして、ステップ２では、前記読み込んだ筒内圧Ｐに
基づいて１サイクル当たりの図示平均有効圧Pi（＝∫Pd
V;V＝容積）を演算する。

ステップ３では、スロットルセンサ14で検出されるス
ロットル弁９の開度TVOの変化率ΔTVOを演算し、この変
化率ΔTVOと所定値とを比較することによって、スロッ
トル弁９の開度TVOが所定以上の割合で開方向に変化し
ているか否かを判別する。

前記変化率ΔTVOが所定値よりも大きいと判別された
ときには、機関１の加速運転状態であると見做し、ステ
ップ４へ進む。一方、前記変化率TVOが所定値以下であ
るときには、定常運転又は減速運転時と見做してそのま
ま本プログラムを終了させる。

ステップ４では、予め基本燃料噴射量（基本燃料供給
量）Tp,機関回転速度Ｎ及び前記変化率ΔTVOをパラメー
タとして目標図示平均有効圧Pi（ｓ）を記憶したマップ
から、現状の加速運転条件に見合った目標図示平均有効
圧Pi（ｓ）を検索して求める。

前記基本燃料噴射量Tpは、エアフローメータ15で検出
された吸入空気流量Ｑと、クランク角センサ13からの検
出信号に基づいて演算される機関回転速度Ｎとによって
Tp←Ｋ×Q/N（Ｋは燃料噴射弁10a〜10dの特性定数）と
して演算されるものであり、機関負荷相当値として用い
ている。

本実施例では、基本燃料噴射量Tpと機関回転速度Ｎと
によって複数に区分される運転領域毎に目標Pi（ｓ）を
記憶したマップを、スロットル弁９の開度変化率ΔTVO
のレベルに応じて複数枚備えており、最新の変化率ΔTV
Oに基づいて基本燃料噴射量Tpと機関回転速度Ｎとをパ
ラメータとする目標Pi（ｓ）のマップを選択し、更に、
該選択したマップの現在の基本燃料噴射量Tpと機関回転
速度Ｎとに対応する領域の目標Pi（ｓ）を求めるように
してある。上記のように、スロットル弁９の開度変化率
ΔTVOに基づいてマップを選択する構成であれば、目標P
i（ｓ）を応答遅れなく設定できる。

次のステップ５では、前記ステップ４で求めた現在の
加速運転状態に対応する目標図示平均有効圧Pi（ｓ）
と、ステップ２で演算した実際の図示平均有効圧Piとの
偏差を演算し、その結果をΔPi（←Pi（ｓ）−Pi）にセ
ットする。

ステップ６では、前記偏差ΔPiに応じて加速増量補正
係数KACCの補正値ΔＺを記憶したマップから、ステップ
５で演算された最新のΔPiに対応する補正値ΔＺを検索
して求める。

前記補正値ΔＺは、目標Pi（ｓ）よりも実Piが低く前
記偏差ΔPiがプラスの値であるときにプラスの値として
設定されるようになっており、かかる補正値ΔＺを加速
増量補正係数KACCに加算することで、加速時の増量補正
量が増大補正され、空燃比をリッチ化させることにな
る。空燃比がリッチ化すると、第６図に示すように図示
平均有効圧Piが上昇するから、第５図に示すように目標
よりもリーン空燃比であるために目標Pi（ｓ）よりも低
い実Piを増大させて目標Pi（ｓ）に近づけることができ
る。

逆に、前記偏差ΔPiがマイナスであるときには、補正
値ΔＺがマイナスの値として設定され、この補正値ΔＺ
を補正係数KACCに加算することで加速増量補正係数KACC
が減少補正され、加速時の増量補正量が減少されるの
で、第５図に示すように目標よりもリッチ空燃比である
ために目標Pi（ｓ）を上回っている実Piを減少させるこ
とができる。

従って、目標Pi（ｓ）を上回る実Piを得るような空燃
比のオーバーリッチ化が回避され、加速時の燃費及び排
気特性を改善できると共に、目標Pi（ｓ）を下回って加
速時の図入平均有効圧Piの立ち上がりが鈍ることを回避
できるものであり、目標Pi（ｓ）に沿った加速性能に必
要なだけの燃料増量補正を施すことができる。ここで、
目標Pi（ｓ）を適宜設定することで、機関１の加速特性
を車両の性格にそれぞれ見合ったレベルに制御すること
が可能となる。

次のステップ７では、機関１の冷却水温度Twとスロッ
トル弁開度変化率ΔTVOとによって複数に区分される領
域毎に更新可能に前記加速増量補正係数KACCを記憶した
マップのマップ値更新を行う。即ち、現状の冷却水温度
Twと変化率ΔTVOとに対応して記憶されている加速増量
補正係数KACCを検索して求め、かかる補正係数KACCにス
テップ６で求めた補正値ΔＺを加算して補正し、該補正
結果を新たなマップ記憶値として当該領域の補正係数KA
CC記憶値を書き換えるものである。

上記のようにして加速時の図示平均有効圧Piを目標に
近づけるように増減補正される加速増量補正係数KACC
は、第４図のフローチャートに示すプログラムで用いら
れる。

第４図のフローチャートに示すプログラムにおいて、
まず、ステップ11では、エアフローメータ15で検出され
た吸入空気流量Ｑや、クランク角センサ13からの検出信
号に基づいて算出される機関回転速度Ｎなどを入力す
る。

次のステップ12では、ステップ11で入力した吸入空気
流量Ｑと機関回転速度Ｎとに基づいて吸入空気量に見合
った基本燃料噴射量Tp（←Ｋ×Q/N;Kは燃料噴射弁10a〜
10dの特性定数）を演算する。

ステップ13では、前述のように冷却水温度Twとスロッ
トル弁開度変化率ΔTVOとに応じて加速増量補正係数KAC
C（加速増量補正量）を記憶したマップから、現在の冷
却水温度Twと変化率ΔTVOとに対応する加速増量補正係
数KACCを検索して求める。

そして、次のステップ14では、上記加速増量補正係数
KACCを含めて各種補正係数COEFを設定する。前記各種補
正係数COEFは、上記加速増量補正係数KACCの他、冷却水
温度Twに基づいて設定される水温補正係数KTwや始動後
増量補正係数Kasなどを含めてCOEF←１＋K_Tw＋KACC＋Ka
s＋・・・として設定される。

ステップ15では、酸素センサ16によって検出される機
関吸入混合気の空燃比を、目標空燃比（理論空燃比）に
フィードバック補正するための空燃比フィードバック補
正係数αを、例えば比例積分制御によって設定する。

また、ステップ16では、燃料噴射弁10a〜10dを駆動電
源である図示しないバッテリの電圧変化による噴射弁を
有効開弁時間の変化を補正するためのバッテリ電圧補正
分Tsを設定する。

そして、次のステップ17では、ステップ２で演算した
基本燃料噴射量Tpを、前記加速増量補正係数KACCを含む
各種補正係数COEF,空燃比フィードバック補正係数α，
バッテリ電圧補正分Tsによって補正して最終的な燃料噴
射量TI（←2Tp×COEF×α＋Ts）を演算する。

コントロールユニット11は、所定の燃料噴射タイミン
グになると、ステップ17で更新設定される燃料噴射量Ti
の最新値を読み出して、該燃料噴射量Tiに相当するパル
ス幅の噴射パルス信号を燃料噴射弁10a〜10dに出力し、
燃料噴射弁10a〜10dによる機関１への燃料噴射を行わせ
るが、加速時には前記加速増量補正係数KACCによって加
速時の図示平均有効圧が目標に略沿って変化するように
増量補正されることになる。

尚、本実施例では、通常の燃料噴射量Tiを加速時に増
量補正することによって、加速時の燃料増量を図る装置
について述べたが、機関１の加速時に通常噴射の間に割
込み噴射を行わせて燃料増量を図るよう構成された装置
であっても良く、前記割込み噴射による噴射量を、実際
の図示平均有効圧Piが目標に近づくように増減補正すれ
ば、本実施例と同様な効果が得られる。

また、本実施例では、エアフローメータ15で検出され
る吸入空気流量Ｑに基づいて基本燃料噴射量Tpを設定す
る方式の電子制御燃料供給装置としたが、吸入負圧と、
機関回転速度Ｎとに基づいて基本燃料噴射量Tpを設定す
る方式の装置や、スロットル弁開度TVOと機関回転速度
Ｎとに基づいて基本燃料噴射量Tpを設定する方式の装置
であっても良く、更に、各気筒共通の燃料噴射弁をスロ
ットル弁９の上流に備える装置であっても良い。

＜発明の効果＞以上説明したように本発明によると、図示平均有効圧
の加速時における立ち上がり特性を確保するための燃料
供給量の増量補正が、過剰に行われることを回避でき、
加速時の燃料増量補正による燃費及び排気特性の悪化を
防止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例を示すシステム概略図、第３図及び第４図
はそれぞれ同上実施例における燃料噴射量設定制御の内
容を示すフローチャート、第５図は加速時における図示
平均有効圧の変化の特性を示すタイムチャート、第６図
は空燃比と図示平均有効圧との関係を示す線図、第７図
は加速時の割込み噴射による増量補正の例を示すタイム
チャートである。１……内燃機関、９……スロットル弁、10a〜10d……燃
料噴射弁、11……コントロールユニット、12a〜12d……
筒内圧センサ、13……クランク角センサ、14……スロッ
トルセンサ、15……エアフローメータ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の吸入空気量に見合った基本燃料
供給量を演算し、該基本燃料供給量に基づいて機関へ燃
料を供給する一方、機関加速運転時には前記基本燃料供
給量に加え所定の増量補正量を機関に供給するよう構成
された内燃機関の電子制御燃料供給装置であって、内燃機関の筒内圧を検出する筒内圧検出手段と、該筒内圧検出手段によって検出された筒内圧に基づいて
機関の図示平均有効圧を演算する図示平均有効圧演算手
段と、機関の加速運転状態を検出する加速運転検出手段と、機関の加速運転状態における目標図示平均有効圧を、機
関負荷，機関回転速度及びスロットル弁開度変化率に応
じて予め記憶した目標図示平均有効圧記憶手段と、前記加速運転検出手段で機関の加速運転状態が検出され
ているときに前記目標図示平均有効圧記憶手段から検索
して求めた目標図示平均有効圧に前記図示平均有効圧演
算手段で演算される実際の図示平均有効圧が近づくよう
に加速運転時の燃料増量補正量を増減補正する加速時増
量補正量補正手段と、該加速時増量補正量補正手段で増減補正された燃料の増
量補正量に基づいて機関加速運転時の燃料供給量を増量
補正する加速時燃料増量補正手段と、を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関の電子制
御燃料供給装置。